下面简单介绍下SSL的连接。SSL连接的数据流图大致描述如下：
第一步：客户端发送client_hello请求SSL连接；
服务器端回应server_hello。
这一步主要协商，包括协议版本，session ID，加密算法、以及初始化的随机数。
第二步：服务端发送证书，进行证书用来计算连接共享密钥。
服务端发送密钥，数据加密密钥的交换操作，RSA密钥交换。
服务端发送证书请求，要求获取客户端证书的请求。
第三步：服务端接收客户端发送的证书、以及客户端密钥、进行认证。
第四步：发送修改信息，修改加密算法信息。
在介绍SSL连接的具体实现之前，先来介绍下openssl的几个至关重要的方法集，所谓的方法集，也就是一个结构体，里面全是函数指针，设置的一些回调函数，这些回调函数，贯穿整个连接以及认证。
在介绍这个函数集之前，又需要先来介绍结构体和一个宏，用来描述这个方法集（参考文档：include/openssl/ssl<结构体>和ssl/ssl_locl.h<宏>）：
这个结构体就是描述了这个方法集，描述的是这个方法集的数据类型。
而接下来要介绍的这个宏，则是创建一个SSL_METHOD的变量，并附上一定的初始化步骤。
从以上代码可以看出，这个宏里面是定义了一个函数，这个函数返回的是一个SSL_METHOD类型的结构体指针。这个函数的工作是就是创建一个static的
SSL_METHOD类型的结构体。定义的函数的名字是宏的参数func_name所传入的值。
举个例子：参考mod_ssl中的modules/ssl/ssl_engine_init.c中的ssl_init_ctx_protocol（359行）初始化函数。
文中是对modssl_ctx_t中的ssl_ctx的初始化部分。modthod就是这个函数集的结构体。赋的值是函数SSLV23_server_method的返回值，而函数SSLV23_server_method定义的地方是在openssl中ssl/S23_srvr.c中的135行处。
文中用上面介绍的宏IMPLEMENT_ssl23_meth_func定义了一个函数SSLv23_server_method。该函数将返回SSL_METHOD的结构体。
三、ssl连接分析ssl_accept关于证书认证，调用的几个主要函数是：
ssl_hook_Access函数 ->
SSL_do_handshake函数 ->
ssl23_accept函数.
其实整个证书认证的过程，就是一个重新握手的过程。在ssl23_accept这个函数中，主要描述了整个握手过程，以及这个握手过程中所经历的状态变化和每一步所做的工作。
关于证书认证，在mod_ssl调用的关键步骤如下（modules/ssl/Ssl_engine_kernel.c中的ssl_hook_Access函数，大致位置614行）：
文中调用了两遍SSL_do_handshake函数，第一遍调用ssl_do_handshake仅是向客户端发送hello的答复信息；第二遍SSL_do_handshake是接收处理，以及整个认证过程，核心工作在第二个SSL_do_handshake。
mod_ssl通过向客户端发送一个hello req的回复请求信息来强制SSL进行重新协商。Mod_ssl做了这么一个处理：在服务端发送hello req回复请求之后，openssl会立即相应，虽然说在SSL/TLS协议中并没有指定客户端必须响应服务器端的hello req回复请求，但是服务器端为了容错，会强制要求回复，之后服务器端会改成ACCEPT状态。在这里不能使用SSL_set_accept_state()函数，因为SSL_set_accept_state()会重设连接的很多信息，所以只能自己设置状态进行手动的握手。
对上面代码的分析：
1、首先调用SSL_renegotiate函数，会设置一个标志位renegotiate（ssl->s3->renegotiate），一个表示重新协商的标志位，SSL_do_handshake的函数中，会调用一个回调函数ssl_renegotiate_check来检测这个标志位，如果这个标志位被设成1，则会将ssl的状态设置SSL_ST_RENEGOTIATE，并将renegotiate标记位设置成0。这个状态位贯穿以及连接整个ssl_accept的过程，以及控制其握手流程。
2、第二行的SSL_do_handshake函数，也就是调用的第一遍SSL_do_handshake，会完成上述的检测renegotiate状态之后，调用另外一个回调函数handshake_func，这个函数实际上就是SSL_accept或者是SSL_connect函数（对应的是服务器端或者客户端）。这一步在SSL_accept中，所经历的状态变化是：
状态值 对应的宏
0x3004 SSL_ST_RENEGOTIATE
0x2120 SSL3_ST_SW_HELLO_REQ_A
0x2121 SSL3_ST_SW_HELLO_REQ_B
0x2100 SSL3_ST_SW_FLUSH
0x2122 SSL3_ST_SW_HELLO_REQ_C
0x3 SSL_ST_OK
先对这些宏的字面解释做个简单介绍，openssl的这几个宏，从字面上看就能看出大概所做的处理：以SSL_ST_SW_HELLO_REQ_A为例，SSL、SSL3是指协议版本，ST是指状态类型，SW中的S是指Server，W是指写Write（相应的就有对应的Client和Read），HELLO_REQ是指工作的内容，最后面的后缀A、B、C是指这步活动的各个小步骤，SSL很多步骤都分A、B两种，通常，A状态表示刚进入该状态，还没有收发数据，B状态表示进行的收发数据处理后，但还没有完成善后工作。初步可以看出，这一步完成的工作是服务端写入hello回复请求。
在这步中所经历的其他几个状态，在下一次SSL_do_handshake中将还会出现，将在下一次SSL_do_handshake中做统一介绍。
在这次SSL_do_handshake调用中最核心的一步就是处于SSL3_ST_SW_HELLO_REQ_A状态中调用的ssl3_send_hello_request函数，向客户端发送一个hello的回复请求。
3、中间的几行是容错处理，比较核心的最后两步，倒数第二步比较简单，SSL_set_state(ssl, SSL_ST_ACCEPT);就是设置一个状态，将状态设置成SSL_ST_ACCEPT。
4、最后一步，也就是第二次调用SSL_do_handshake，也是所有的核心处理。
下面将粗略下分析第四步每一步所做的工作：
这一步经历的所有状态如下：
步骤 状态数值 对应的宏
1 0x2000 SSL_ST_ACCEPT
2 0x2110 SSL3_ST_SR_CLNT_HELLO_A
3 0x2130 SSL3_ST_SW_SRVR_HELLO_A
4 0x2131 SSL3_ST_SW_SRVR_HELLO_B
5 0x2140 SSL3_ST_SW_CERT_A
6 0x2141 SSL3_ST_SW_CERT_B
7 0x2150 SSL3_ST_SW_KEY_EXCH_A
8 0x2160 SSL3_ST_SW_CERT_REQ_A
9 0x2161 SSL3_ST_SW_CERT_REQ_B
10 0x2100 SSL3_ST_SW_FLUSH
11 0x2180 SSL3_ST_SR_CERT_A
12 0x2181 SSL3_ST_SR_CERT_B
13 0x2190 SSL3_ST_SR_KEY_EXCH_A
14 0x21a0 SSL3_ST_SR_CERT_VRFY_A
15 0x21c0 SSL3_ST_SR_FINISHED_A
16 0x21c1 SSL3_ST_SR_FINISHED_B
17 0x21d0 SSL3_ST_SW_CHANGE_A
18 0x21d1 SSL3_ST_SW_CHANGE_B
19 0x21e0 SSL3_ST_SW_FINISHED_A
20 0x21e1 SSL3_ST_SW_FINISHED_B
21 0x2100 SSL3_ST_SW_FLUSH
22 0x3 SSL_ST_OK
由于这个函数比较庞大，在这里将不附上源码（代码
penssl中的ssl/S3_srve.c中的ssl3_accept函数，164行），仅粗略描述下状态变化，以及每步的主要功能和所调用的主要函数。
第1步是之前在ssk_hook_Access(mod_ssl中的)中设置的状态位，也是这次的入口状态，
第2步读取客户端的数据，函数自己构造的，而不是实际收到的，主要调用的函数
ssl3_get_client_hello。
第3、4步是写服务器端的回应的HELLO请求信息，主要调用2个函数：ssl3_send_hello_request，写服务端的回应请求信息；ssl3_init_finished_mac,初始化认证码MAC。
在函数ssl3_send_hello_request里面会将状态改为SSL3_ST_SW_SRVR_HELLO_B。其中有个比较重要的判断，s->hit用来标记该ssl会话是否是重用的，在ssl3_get_client()函数中检查客户端的hello信息后设置的，如果会话是重用的，将状态改为SSL3_ST_SW_CHANGE_A，否则为新的SSL会话，进入证书处理A状态，将状态改为SSL_ST_SW_CERT_A。
第5、6步SSL3_ST_SW_CERT_A，进行证书交换，用来计算连接共享密钥。主要调用ssl3_send_server_certificate函数，在非NULL加密的话调用，发送服务器端的证书。
第7步SSL3_ST_SW_KEY_EXCH_A，数据加密的密钥交换操作。算法类型由一个常数表述l=s->s3->tmp.new_cipher->algorithms。主要调用的函数ssl3_send_server_key_exchange，进行RSA密钥交换。
第8、9步SSL3_ST_SW_CERT_REQ_A，进入证书请求阶段。
大多数情况下是不需要客户端的证书的，如果要验证对方，只要以下条件之一不满足就可以认证对方：
file://localhost/Users/ZJ/Library/Caches/TemporaryItems/msoclip/0/clip_image003.gif
其中CTX的verify_mode通过SSL_CTX_set_verify()来修改，s->verify_mode可通过函数SSL_get_verify()来修改，s->verify_mode的初始值是ctx->verify_mode赋予的。
这一步主要调用的函数ssl3_send_certificate_request，发送要获取对方证书的请求。其中s->s3->tmp.next_state=SSL3_ST_SR_CERT_A会在清除写缓冲状态的处理中会用到这个数据，记录清除写缓冲之后下一步的操作。
第10步SSL3_ST_SW_FLUSH。清除写缓冲。
第11、12步SSL3_ST_SR_CERT_A，接收客户端证书。这步主要调用了2个函数ssl3_check_client_hello，检测客户端的hello信息；ssl3_get_client_certificate，获取客户端证书。整个证书认证、以及crl检测就是在ssl3_get_client_certificate这个函数中完成的。
第13步SSL3_ST_SR_KEY_EXCH_A，处理密钥交换。主要调用了2个函数，ssl3_get_client_key_exchange获取客户端密钥；以及回调函数method->ssl3_enc->cert_verify_mac，用来认证证书MAC码。
第14步SSL3_ST_SR_CERT_VRFY_A，验证证书。主要调用函数ssl3_get_cert_verify，这个函数的主要目的是验证证书的签名。
第15、16步SSL3_ST_SR_FINISHED_A，服务器端接收结束状态。主要调用函数ssl3_get_finished，获取结束信息。这里里面，也有判断重用标记，s->hit，如果是重用的，连接已建立，改状态为SSL_ST_OK，否则，改状态为SSL3_ST_SW_CHANGE_A。
第17、18步SSL3_ST_SW_CHANGE_A，服务器发送修改信息状态。这步主要有s->session->cipher=s->s3->tmp.new_cipher设置SSL加密算法；以及函数调用ssl3_send_change_cipher_spec，发送修改加密算法信息。
第19、20步SSL3_ST_SW_FINISHED_A，服务端发送结束，握手完成。调用函数ssl3_send_finished。这一步会将状态转成SSL3_ST_SW_FLUSH，同时指定下下步的状态。在指定下下步状态的时候，也会判断s->hit标记位，如过为1，将下下步的状态改成SSL3_ST_SR_FINISHED_A，否则将下下步状态改成SSL_ST_OK。
第21步SSL3_ST_SW_FLUSH，清除SSL写缓冲。并指定下一步状态。
第22步SSL_ST_OK，连接成功完成，清除连接过程中所申请的资源。
整个认证的流程以及执行的顺序如上述描述。
补充说明：openssl对于ssl_accept这一系列的函数，总共有3套，分别如ssl23_accept、ssl2_accept、ssl3_accept以23、2、3来区分（表示的版本信息的区别）。实际上第一连接会走ssl23_accept()函数，这个函数里面会有协商过程，协商客户端、服务器端的ssl版本，协商的过程是在ssl23_get_client_hello()函数中完成的，这也是个比较复杂的函数（这个函数主要是要分析ssl的协议）。在协商玩完了之后会转到SSL_accept函数，实际上就是转到ssl2_accept或者ssl3_accept函数。在ssl2_accept和ssl3_accept函数中就没有协商的过程了。
四、总结
发表于 2016-4-14 16:12
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